Skąd mam wiedzieć, ile soku ma jeszcze akumulator LiPo?

17

Załóżmy, że mam obwód, który czerpie moc z akumulatora LiPo. Chciałbym wiedzieć, ile energii ma jeszcze bateria. Najlepiej byłoby, gdyby obwód poziomu mocy do napięcia był najlepszy .. w ten sposób mogę podłączyć wyjście tego obwodu do wejścia ADC w moim Arduino.

batteries ppvi
źródło

Odpowiedzi:

17

Szczerze mówiąc, jeśli uda ci się znaleźć sposób, aby to zrobić niezawodnie, po prostu mierząc napięcie i opatentując go, to już nigdy nie będziesz musiał pracować. Dostępna energia pozostawiona w akumulatorze jest luźno związana z napięciem na zaciskach, ale także zależy od temperatury akumulatora.

Powszechną metodą określania stanu naładowania akumulatora jest użycie licznika kulombowskiego do zliczenia ładunku wchodzącego i wychodzącego z ogniwa. To daje lepsze oszacowanie stanu naładowania akumulatora, chociaż rzeczywista dostępna energia jest nadal zależna od temperatury. W niskich temperaturach pojemność akumulatora może wynosić mniej niż 50% wartości nominalnej. Przykładowym urządzeniem jest ST STC3100 . Wykorzystuje interfejs I2C do komunikacji z procesorem. Zliczanie kulombowe wykonuje się przez całkowanie prądu do i z komórki w cyklu ładowania / rozładowania. Jeśli wiesz, kiedy bateria jest pełna, możesz oszacować zużycie energii.

uɐɪ
źródło
3
Myślę, że Ian przybił ten. Jeśli szukasz łatwiejszego, ale mniej dokładnego hakowania, możesz skorzystać z bieżącego bocznika. Jest to bardzo niski, bardzo precyzyjny rezystor (powiedzmy 0,1 oma), który łączysz szeregowo z akumulatorem. Następnie można użyć Arduino do pomiaru napięcia akumulatora i różnicy napięcia na boczniku. Próbkuj je przy 10 Hz i możesz obliczyć moc chwilową. Śledź to w czasie, i założę się, że możesz uzyskać w granicach 10% prawdziwej wartości, jeśli twoje obciążenie i temperatura są dość stałe.
pingswept
2
Ta sugestia skutecznie rzuca własną wersję licznika kulombów. Problem polega na tym, że musisz dodać przesunięcie i wzmocnienie poziomu sygnału analogowego do napięcia rezystora bocznikowego, aby sygnał analogowy był w zakresie napięcia wejściowego ADC i obejmował rozsądną rozpiętość tego zakresu.
u
@Ian: Prawdziwe fakty. Prawdopodobnie potrzebujesz też filtrowania szumów.
pingswept
@pingswept filtr Kalmana byłby tam świetny
NickHalden
@JGord, istnieje wiele możliwych estymatorów (Filtr Kalmana, Rozszerz Filtr Kalmana, techniki prognozowania, obserwatorzy w trybie przesuwnym i tak dalej). Wszystko zależy od modelu obwodu używanego do oszacowania zachowania napięcia akumulatora, znalezienia wartości parametrów obwodu i śledzenia ich w czasie. Problem polega na tym, że im dokładniejszy jest model, tym bardziej odporny na szumy i im więcej niemodelowanych właściwości próbujesz uwzględnić, tym więcej mocy procesora i danych jest wymaganych.
Joshua
2

Dużym problemem jest to, że napięcie wyjściowe pozostaje dość płaskie przez większość czasu. Tak więc, chyba że masz naprawdę dobry A / D, nie możesz monitorować go bezpośrednio. Właśnie dlatego laptopy i takie używają zegarów do pomiaru pozostałej mocy.

Łatwo jest znaleźć wykresy, jeśli szukasz „krzywej rozładowania akumulatora”

http://shdesigns.org/batts/battcyc.html

Ron
źródło
1

To, co robię teraz na dużej baterii składającej się z wielu ogniw Lipo, jest następujące. Najpierw ładuję (patrz maksymalne napięcie w arkuszu danych ogniw). Następnie opróżnię akumulator dużym rezystorem, używając cęgów prądowych podłączonych do lunety oraz mierząc napięcie akumulatora. Równolegle do źródła zasilania jest napięcie znamionowe dla napięcia odcięcia akumulatora, więc mogę zostawić konfigurację, aby rozładować akumulator aż do momentu, w którym nie jest zalecane, aby iść dalej. Dzięki zakresowi (niektóre Fluke, nie znam modelu) mogę rejestrować prąd w czasie, a tym samym określać pojemność. Po określeniu pojemności zamierzam stale rejestrować prąd i napięcie, gdy jest ono używane, dzięki czemu mogę dokładniej znaleźć pozostały ładunek.

Erik
źródło
0

Te odpowiedzi są zbyt dobre .

Odkryłem, że rozwiązania komercyjne są tańsze.

Jeśli możesz zmierzyć obciążenie urządzenia w swoim laboratorium, nie musisz umieszczać w nim żadnego miernika ładunku.

Na przykład: prosty schemat obciążenia

state       load
--------------------
standy      0.1 A
full on     1 A

Jeśli Arduino dowodzi dwoma stanami - lub może je odczytać - cyfrowymi danymi - bingo.

Arduino pomnoży je i doda do tych dwóch liczników: czas czuwania, czas pełen.

Łatwa matematyka do obliczenia ilości soku zasysanego przez urządzenie z baterii.

Massimo
źródło
Zakłada się, że obciążenie urządzenia jest stałe i przewidywalne.
Connor Wolf,
Zakłada, że ​​średnie obciążenie jest prawie stałe, powiedzmy + - 5%. Zwykle jest to do przyjęcia, ponieważ jest prostsze i tańsze niż pełny pomiar opłat ADC. Jeśli potrzebujesz dokładnego rozwiązania, włóż więcej czasu i pieniędzy.
Massimo